Introducción
Las disoluciones son mezclas homogéneas de dos o más componentes, llamándose disolvente al que está en mayor proporción y soluto al que está en menor proporción.
Las distintas formas de expresar la relación entre las cantidades de soluto y disolvente se llama concentración y se puede expresar de diversas formas:
Disoluciones de sólido en líquido
Realizar los cálculos necesarios para determinar la cantidad de soluto, teniendo en cuenta las condiciones del mismo (pureza, agua de cristalización, etc.). Añadir disolvente hasta 2/3 del volumen total de la disolución a preparar. Agitar la disolución hasta su disolución y pasarla a un matraz aforado de la misma capacidad que el volumen de disolución que se tiene que preparar. Pasar el contenido al matraz aforado, completando hasta el enrase con más disolvente.
Disoluciones de líquido en líquido
Realizar los cálculos necesarios para determinar el volumen de disolución original a tomar, teniendo en cuenta las características de la misma (pureza, densidad, etc.). Pasar un volumen aproximado de la misma a un recipiente limpio y con ayuda de una pipeta coger el volumen necesario y pasarlo al matraz aforado. Añadir el disolvente y agitar la disolución.
Desarrollo
Parte I: preparación de disoluciones a partir de sólidos y líquidos.
A. Preparar 100mL de disolución de CuSO4 0.100 M, a partir de CuSO4 sólido:
1. Pesar los gramos de CuSO4 necesarios para preparar 100 mL de una disolución 0.100 M, lo que corresponde a 1.59 gr .
B. Preparar 100mL de disolución de CuSO4 0.0100 M a partir de CuSO4 0.100 M (dilución).
1. Usar una pipeta graduada para tomar el volumen necesario de sulfato de cobre 0.100 M para realizar la dilución, lo que corresponde a 10 mL .
Parte II: preparación de disoluciones porcentuales masa/masa y masa/volumen.
A. Preparar 100 gramos de una disolución de NaCl al 3.00% en masa.
1. Pesar los gramos necesarios de NaCl para preparar la disolución requerida, lo que corresponde a 3 gr .
2. La cantidad de agua necesaria para preparar la disolución requerida es 97 gr. Si la densidad del agua destilada es de 1.0g/mL, los gramos de agua necesarios corresponden a 97 mL .
3. Colocar 97 mL de agua destilada en un matraz volumétrico.
B. Preparar 100mL de disolución de NaCl al 3.00% masa/volumen.
1. Pesar los gramos necesarios de NaCl para preparar la disolución requerida, lo que corresponde a 3 gr .
Parte III: disoluciones molares y normales.
A. Preparar 100mL de HCl 0.100 M, a partir de HCl concentrado (37.0% en masa y densidad de 1.18g/mL).
1. Colocar 50.0 mL de agua destilada en un matraz aforado de 100 mL.
2. Con una propipeta tomar el volumen necesario de ácido concentrado, para preparar la disolución requerida, esto es 0.83 mL .
B. Preparar 100mL de H2SO4 0.100 M, a partir de H2SO4 concentrado (98% en masa, densidad de 1.87).
1. Colocar 50.0 mL de agua destilada en un matraz aforado.
2. Con una propipeta tomar el volumen necesario de ácido sulfúrico concentrado para preparar la disolución requerida, esto es 0.53 mL .
C. Preparar 100 mL de HCl 0.100 N, a partir de HCl concentrado (37% de pureza y densidad de 1.18 g/mL).
1. Colocar 50.0 mL de agua destilada en un matraz aforado.
2. Usar una propipeta para tomar el volumen necesario de ácido concentrado, a fin de preparar la disolución requerida, esto es 0.83 mL .
D. Preparar 100 mL de H2SO4 0.100 N a partir de H2SO4 concentrado (98 % en masa, densidad de 1.87 g/mL). Suponer que el H2SO4 participará en una reacción en la que se neutralizarán los dos protones.
1. Colocar 50.0 mL de agua destilada en un matraz aforado.
2. Con una propipeta tomar el volumen necesario de ácido concentrado para preparar la disolución, esto es 0.26 mL .
Cuestionario
1. Completar la siguiente tabla con los ejemplos que se piden para las distintas disoluciones que pueden existir, dependiendo del estado del soluto y el solvente en cada caso.
Fase dispersora
(solvente)
|
Fase dispersa
(soluto)
|
Ejemplo
|
Líquido
|
Sólido
|
H2O con NaCl
|
Sólido
|
Líquido
|
Ag con Hg
|
Líquido
|
Gaseoso
|
H2O con O2
|
Gaseoso
|
Sólido
|
N2 con I
|
Líquido
|
Líquido
| |
Gaseoso
|
Gaseoso
|
O2 con N2
|
Sólido
|
Sólido
|
Zn con Sn
|
Gaseoso
|
Líquido
|
CO2 con H2O
|
Sólido
|
Gaseoso
|
Pd con H2
|
2. Si la fórmula de molaridad es M = n/l, ¿por qué se pesa la masa del soluto para preparar la disolución y no se usan directamente los moles?
Porque “mol/l” son las unidades empleadas para expresar la concentración de la disolución; sin embargo, para conocer el número de moles, se requiere conocer la masa del soluto, ya que:
n = masa/PM o n = M*V.
3. ¿Por qué en la disolución porcentual en masa se considera la masa del agua, mientras que en la disolución porcentual masa/volumen no se toma en cuenta?
La disolución porcentual en masa, es una relación que expresa los gramos de soluto que se hallan contenidos en cada 100 gramos de solución. Está forma de expresar la concentración implica al momento de preparar una solución, pesar separadamente el soluto y el solvente. En el caso de la disolución porcentual masa/volumen se expresan los gramos de soluto que se hallan contenidos en cada 100 ml de solución.
4. ¿Existen diferencias entre una disolución 0.100 M y una disolución 0.100 N de ácido clorhídrico? Explicar por qué.
No existen diferencias entre una disolución 0.100 M y una disolución 0.100 N de ácido clorhídrico, puesto que N = no. de equivalentes/l y el ácido clorhídrico sólo posee un equivalente (H), la Molaridad y la Normalidad son equivalentes.
5. Al preparar una disolución 0.100 N de ácido sulfúrico ¿Se debe establecer la reacción química que se dará al utilizar este reactivo? ¿Y si se prepara la disolución 0.100 M se debe tomar en cuenta el mismo criterio? Justifique su respuesta.
No, ya que cuando se va a preparar una solución de la misma substancia que tiene el mismo No. de equivalentes que tiene para compartir, por ello no es necesario realizar todo el procedimiento.
6. Clasifica las reacciones señaladas en el punto 7, con base en el tipo de reacción (neutralización acido-base o redox).
a) Neutralización
b) Neutralización
c) Neutralización
d) Redox
e) Redox
7. Indica el número de equivalentes para los compuestos, en los que ocurren las siguientes reacciones.
R = 5
R = 4
R = 2
R = 8
R = 8
8. El frasco de donde se obtuvo el H2SO4 tiene las siguientes especificaciones: masa molar = 98.09 g/mol, densidad = 1,87g/mL, % de pureza = 98. Reportar la concentración del H2SO4 en:
a) % masa (considerando 100mL de disolución)
(183.26g H2SO4 ÷ (2g H2O +183.26g H2SO4)) × 100% = 98.92043614%
b) % masa/volumen (considerando 100mL de disolución)
(183.26g ÷ 100mL) × 100% = 183.26%
c) Molaridad (considerando 100mL de disolución)
183.26 ÷ 98.09g/mol = 1.868284229mol
1.868284229mol ÷ 0.1L = 18.68284229M
d) Normalidad (considerando 100mL de disolución)
N= M × #eq
18.68284229 × 2 = 37.3656N
Bibliografía.
- Benson S. W. Cálculos Químicos. Una introducción al uso de las matemáticas en la química. 2010. Ed. Limusa Wiley. pp. 111-112.
- Ayres, Gilbert. Química Analítica Cuantitativa. Editorial Harla. México, D.F. 1980.
- Experimentación en química. Disponible en:
http://cvb.ehu.es/open_course_ware/castellano/tecnicas/expe_quim/pratica3.pdf
No hay comentarios:
Publicar un comentario